[發明專利]薄膜晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 02105437.1
• 申請日: 2002-04-04
• 公開（公告）號: CN1379452A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發明（設計）人: 蘇宇永
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 李曉舒,魏曉剛

????????????????????????技術領域

本發明涉及一種薄膜晶體管及其制造方法，更具體地說，涉及一種根據一種具有高電場遷移率、高可靠性和制造簡單的方法制造的薄膜晶體管。

????????????????????????背景技術

一般，使用一個多晶硅層作為薄膜晶體管(TFT)的一個半導體層。該多晶硅層是這樣制成的：首先在一個襯底上沉積一個非晶硅層，并在一個預先確定的溫度下使其結晶。使非晶硅層結晶的方法包括準分子激光退火法(ELA)、固相結晶法(SPC)和金屬誘導橫向結晶法(MILC)。

在這些方法中，美國專利第6097037號公布了MILC法。該方法的優點是，與ELA法和SPC法比較，可以在較低的溫度下和較短的處理時間內使非晶硅層結晶。

圖1A至1B是表示根據傳統方法使用MILC法制造TFT的工藝的橫截面圖。

參見圖1A，非晶硅層11是這樣形成的：非晶硅利用低壓化學氣相沉積法(LPCVD)沉積在絕緣襯底10上，并被構圖成島的形式。

在該非晶硅層11上依次形成一個柵極絕緣層12和一個柵電極13，同時將該非晶硅層11的二個末端部分露出。將一種高密度的雜質離子注入該非晶硅層11的露出的末端部分中，形成源極區域11S和漏極區域11D。非晶硅層11的沒有攙雜質的部分起一個溝道區域11C的作用。

在該非晶硅層11上形成一個光致抗蝕劑構圖15，且該構圖覆蓋上述柵極絕緣層12和柵電極13。在這個時候，非晶硅層11的二個末端部分不被該光致抗蝕劑構圖15覆蓋。然后，利用濺射技術將一個金屬層14沉積在絕緣襯底10的整個表面上。優選地，該金屬層14由Ni、Pd、Ti、Ag、Au、Al或Sb制成。

再參見圖1B，利用揭除技術，除去光致抗蝕劑構圖15，隨后形成偏置區域(offset?region)17。接著，利用一個爐子使該非晶硅層11結晶，形成多晶硅層11a。在這個時候，利用金屬誘導結晶法(MIC)，使直接與金屬層14接觸的非晶硅層11的一部分結晶，并利用MILC法使偏置區域17和溝道區域11C結晶。

在利用MILC法的傳統的制造TFT的方法中，由于MIC和MILC區域之間的邊界位于溝道道區域11C的外面(例如，在源極區域11S和漏極區域11D以內)，因此可以防止出現陷阱(trap)。

然而，使用MILC法的傳統的制造TFT的方法另外需要一個遮蔽過程以形成偏置區域17，從而使生產降低，并提高生產成本。

另外，由于在非晶硅層11上形成柵極絕緣層12和柵電極13后，利用MILC法進行結晶，所以柵極絕緣層12和溝道區域11C之間的界面特性惡化，并形成許多陷阱部位，從而使電場的遷移率(electric?field?mobility)降低。

另外，在溝道區域11C中存在包括金屬硅化物的一個MILC前緣11F。該前緣作為TFT的一個缺陷，從而降低TFT的可靠性。這里，MILC前緣11F是指這樣一個部分，當利用MILC法使非晶硅層11結晶時，橫向生長部在該部分彼此相交。這種MILC前緣11F比其它部分包含更多的金屬組元，并成為本導體層的一個缺陷。

為了使MILC前緣11F位于溝道區域11C以外，引入一種方法，使MIC區域非對稱地形成來對中在溝道區域11C上，以進行結晶。該方法公布在2000年7月第21卷第7期的“IEEE電子器件通訊”中，其題目為“電應力和溫度對由金屬誘導橫向結晶法制造的多晶硅薄膜晶體管性質的影響”。然而，這個方法有一個問題是，結晶是不對稱地進行的，因此，結晶的處理時間增加。

????????????????????????發明內容

為了解決上述的問題，本發明的優選實施例提供了一種具有高電場遷移率的薄膜晶體管(TFT)。

本發明的另一個目的是提供一種生產率高的TFT。

本發明的再一個目的是提供一種可靠性高的TFT。